Rayonnement optique

14.01
Rayonnement optique
Sommaire
Dénition du rayonnement optique 14.02
Dénition des grandeurs photométriques et radiométriques 14.02
Comparaison des grandeurs optiques et
de rayonnement 14.03
La fonction de valorisation spectrale 14.03
Détermination des indices optiques 14.04
Tête de mesure de rayonnement type FLA 623 x 14.05
Tête de mesure d'éclairement FLA 623 VL 14.05
Tête de mesure d'UVA FLA 623 UVA 14.06
Tête de mesure UVB FLA 623 UVB 14.06
Tête de mesure FLA 623 UVC 14.06
Tête de mesure de rayonnement global FLA 623 GS 14.07
Tête de mesure IR FLA 623 IR 14.07
Tête de mesure Quantum FLA 623 PS 14.07
Tête de mesure d'éclairement type FLA 613 x 14.08
Tête de mesure d'UVA type FLA 613 VAK 14.08
Tête de mesure d'éclairement type FLA 603 VLx 14.09
Capteur numérique de température de couleur et d'éclairement 14.10
Tête de mesure de luminance FLA 603 LDM2 14.12
Tête de mesure de ux lumineux FLA 603 LSM4 14.12
Têtes de mesure pour utilisation extérieure voir chapitre Météorologie

14.02
Rayonnement optique
Défi nition du rayonnement
optique
Le rayonnement optique décrit l‘intervalle
du rayonnement électromagnétique dans
la plage de longueur d‘onde allant de 100
nm à 1mm. Concernant les limites de cette
étendue, notons que celles-ci ne définis-
sent pas une séparation précise ni unanime
pour toutes les applications. La matériali-
sation du rayonnement optique se retrouve
p. ex. dans les grandeurs de mesure du ra-
yonnement physique (radiométrique), lu-
mineux (photométrique), photobiologique
ou physiologique végétal.
Défi nition des grandeurs photométriques et radiométriques
Photométrie
C‘est la plage du spectre optique (lumi-
ère) limitée à celle visible à l‘œil humain.
Les grandeurs optiques sont les suivantes :
„Flux lumineux“, „Eclairement“, „Lumi-
nance“ et „Intensité lumineuse“ La prin-
cipale caractéristique de la photométrie
est la valorisation de la luminance-éclaire-
ment à l‘aide de la fonction d‘ef cacité
relative d‘un rayonnement monochroma-
tique de l‘oeil en vision de jour ou dans
de rares cas, en vision de nuit (DIN 5031).
Les détecteurs de rayonnement pour les
applications photométriques doivent de ce
fait présenter l‘une de ces formes de sensi-
bilités spectrales.
Flux lumineux
Il s‘agit de la puissance lumineuse d‘une
source de lumière (lampe, diode lumine-
scente etc…) Les lampes n‘émettant géné-
ralement pas de faisceau de lumière quasi
parallèle, on utilise pour mesurer le  ux
lumineux des géométries de mesure cap-
tant le  ux lumineux indépendamment de
sa distribution spatiale. Il s‘agit avant tout
des sphères intégrantes de Ulbricht ou des
goniomètres.
Intensité lumineuse
La composante d‘un  ux lumineux
émettant dans une certaine direction.
L‘intensité lumineuse est une grandeur
importante dans les calculs d‘ef cacité et
de qualité des dispositifs d‘éclairage. Sa
mesure s‘effectue par des détecteurs ayant
un certain champ optique à des distances
pour lesquelles la source lumineuse peut
être considérée comme source lumineuse
ponctuelle.
Luminance
L‘impression de clarté que communique
à l‘oeil une surface éclairée ou éclairan-
te. Dans de nombreux cas, la luminance
possède une force tangible de qualité d‘un
éclairage qui est réellement supérieure à
l‘éclairement. Pour mesurer la luminance,
on utilise des têtes de mesure ayant un
angle dé ni de champ de mesure.
Eclairement
C‘est le  ux lumineux arrivant sur une
surface donnée et émanant d‘une ou de
plusieurs sources lumineuses horizontales
ou verticales. Lorsque la lumière n‘est pas
parallèle, ce qui est la règle générale en
optique pratique, il faut utiliser un diffu-
seur cosinus comme géométrie de mesure.
Radiométrie
Valorisation par la mesure d‘un rayonne-
ment optique parmi les grandeurs phy-
siques du rayonnement „ ux énergétique“,
„intensité énergétique“, „densité de rayon-
nement „ et „intensité de rayonnement“. La
principale caractéristique de la radiométrie
est l‘observation de l‘intensité de rayon-

Rayonnement optique
14.03
Rayonnement optique
nement indépendamment de la longueur
d‘onde. La radiométrie se distingue ainsi
des grandeurs actives pondérées telles
qu‘elles sont utilisées en photométrie,
photobiologie, physiologie végétale etc…
Flux énergétique
Toute la puissance s‘exerçant sous forme
de rayonnement.
Intensité énergétique
Le quotient entre le ux énergétique
émanant d‘une source lumineuse dans une
direction donnée et l‘angle solide traversé
par le rayonnement. L‘intensité énergé-
tique sert à mesurer la distribution spatiale
du ux énergétique.
Densité de rayonnement
Le quotient entre le ux énergétique tra-
versant une surface dans une direction
donnée et le produit entre l‘angle solide
traversé par le rayonnement et la projec-
tion de la surface sur un plan vertical à la
direction d‘observation. La densité de ra-
yonnement sert à valoriser les diffuseurs
de surface. On utilise comme géométrie
de mesure des tubes en stéradians ou des
bagues télescopiques.
Intensité de rayonnement
Le quotient entre un ux énergétique arri-
vant sur une surface et la surface éclairée.
Pour mesurer l‘intensité de rayonnement,
la valorisation spatiale du rayonnement
incident est de grande importance, c‘est
pourquoi il faut utiliser une fonction
Champs de vision corrigée en cosinus
La sensibilité spectrale relative de l‘oeil
humain se définit à l‘aide de fonctions
différentes pour l‘oeil adapté à la clarté
(vision diurne) et l‘oeil adapté à
l‘obscurité (vision nocturne). Du fait des
différences individuelles, ces informa-
tions ne sont certes que des valeurs mo-
yennes, mais elles suffisent pour la plu-
part des objectifs techniques. Les données
détaillées concernant les évolutions de
sensibilité spectrale sont reprises sous
forme de tableau dans la norme DIN
5031.
Les deux fonctions d‘efficacité spectrale
différentes découlent des différents „types
de capteur“ de l‘oeil. La luminosité spec-
trale en vision diurne (cônes, > 10 cd/m2)
est décrite par la fonction V(λ) et elle est
la fonction la plus souvent utilisée. La lu-
minosité spectrale en vision nocturne (bâ-
tonnets, > 0.001 cd/m2) est décrite par la
fonction V‘(λ) et elle est du point de vue
de son utilisation pratique, plutôt rare-
ment utilisée..
Confrontation des grandeurs optiques et celles du rayonnement physique
A chaque grandeur optique correspond
une grandeur du rayonnement pour la-
quelle s‘appliquent à chaque fois les
mêmes corrélations. La distinction entre
les grandeurs est faite par l‘indice v (visu-
el) et l‘indice e (énergétique).
La fonction de valorisation spectrale
Eclairagisme physique du rayonnement
Grandeur SymboleUnité Grandeur Symbole Unité
Fluxlumineux Φv lm=cd·sr Fluxénergétique Φe W
Intensitélumineuse lv cd Intensité  W/sr
   énergétique le
Densitélumineuse Lv cd/m Densité  W/sr.m
   derayonnement Le
Eclairement Ev lx=lm/m Intensité  W/m
   derayonnement Ee
Quantitédelumière Qv lm·s Energierayonnante Qe Ws
Lumination Hv lx.s Expositionénergétique He Ws/m

14.04
Rayonnement optique
Rayonnement global :
Le rayonnement global est une grandeur
importante dans la recherche sur
l‘environnement et représente le rayonne-
ment solaire total diffusé et direct arrivant
à la surface de la terre. Le domaine spec-
tral s‘étend des ondes courtes à 300 nm
(UV-B) aux ondes longues à 5 000 nm
(IR).
Rayonnement UVA :
Le rayonnement UV longues ondes (au
dessus de 1313 nm) atteint la surface du
globe quasiment non filtré, brunit la peau
humaine et renforce le système immuni-
taire. Dans les solariums on utilise
l‘action biologique du spectre UVA en
combinaison avec d‘autres plages spec-
trales comme facteur déclencheur de la
pigmentation directe (coloration méla-
nine). Une trop forte exposition au rayon-
nement provoque des lésions du tissu et le
vieillissement de la peau.
Rayonnement UVB :
La plage UV en ondes courtes (en des-
sous de 313 nm) peut engendrer des lési-
ons irréversibles. La recommandation de
la CIE regroupe toutes les fonctions spec-
trales pouvant agir de manière négative
sur la peau humaine. Cette recommanda-
tion est décrite dans la norme DIN 5050
et valorisée comme directive. La météo-
rologie nationale communique une quan-
tification populaire de la sensibilité aux
coups de soleil : l‘indice UV „IUV“. Les
résultats de mesure donnent directement
ou en comparaison avec d‘autres plages
spectrales, des explications sur les corré-
lations significatives d‘un point de vue
médical ou biologique.
Détermination des indices optiques
Afin de valoriser la mesure des propriétés
des matériaux concernant leur réflexion,
transmission et absorption, ainsi que la lu-
mière parasite des objectifs, il existe des
recommandations internationalement re-
connues. Il s‘agit avant tout de la CIE130-
1998 „Practical methods for the measure-
ments of reflectance and transmittance“,
de la norme DIN 5036 3ème partie „Strah-
lungsphysikalische und lichttechnische
Eigenschaften von Materialien - Proprié-
tés optiques et du rayonnement physique
des matériaux“, de la norme DIN 67507
„Lichttransmissionsgrad von Vergla-
sungen - indice de transmission optique
des vitrages“, de la norme DIN58186
„Streulichtbestimmung von optisch abbil-
dende Systemen - Détermination de la lu-
mière diffusée par les systèmes à image
optique“.
Pourquoi mesurer les rayonnements optiques ?
Une grande partie des impressions senso-
rielles de l‘homme sont d‘origine optique.
La lumière n‘est ici que la partie visible
du spectre électromagnétique. L‘oeil hu-
main perçoit les différentes longueurs
d‘onde de la lumière comme des cou-
leurs. La sensibilité spectrale de l‘œil
pour les différentes couleurs dépend ici
de la longueur d‘onde. De plus, le rayon-
nement ultraviolet dans la plage des
ondes courtes et le rayonnement infrarou-
ge dans la plage des ondes longues du
spectre électromagnétique a également
une incidence sur l‘organisme humain.
Eclairement :
L‘homme est habitué aux éclairement de
la lumière du jour. Par une grise journée
d‘hiver, on obtient des valeurs d‘env. 5
000 Lux et en une journée d‘été ensol-
eillée env. 100 000 Lux. Par comparaison,
on obtient par éclairage artificiel géné-
ralement qu‘entre 100 et 1 000 Lux. Une
lumière suffisante est cependant une com-
posante importante du bien-être des
hommes. Les signes de fatigue du fait
d‘une insuffisance de lumière surviennent
ici assez peu sur l‘oeil même mais agis-
sent bien plus sur tout le corps.
C‘est pourquoi la norme DIN 5035/2 rela-
tive à la protection de la santé, contient
des valeurs indicatives de l‘éclairement
des lieux de travail. Celles-ci sont pre-
scrites par la loi dans la directive ASR 7/3
et doivent absolument être respectées.
Dans les locaux fermés, les éclairements
nominaux suivants sont en vigueur :
Bureaux : Pièces de bureau 300 Lux
Postes d‘écriture et de dessin 750 Lux
Usines : travaux visuels sur ligne de production 1000 Lux
Hôtels : Locaux de séjour, réception, caisse 200 Lux
Magasins : Devantures de vitrines 1 500 à 2500 Lux
Hôpitaux : Chambre d‘hôpital, 100 à 150 Lux
Urgences 500 Lux
Ecoles : Amphithéâtres, salles de sport 300 Lux
Indicederéflexion Indicedetransmission Indiced'absorbtion Indicedetransmissionlumineuse lumièrediffusée

Rayonnement optique Rayonnement optique
14.05
Étalonnage d‘usine KL90xx, rayonnement, pour capteur, voir chapitre Certicats d‘étalonnage
10/2013 Toutesmodificationstechniquesréservées
Tête de mesure de rayonnement FLA 623 x
• Têtes de mesure pour différents domaines spectraux : éclaire-
ment (V-Lambda), UVA, UVB, UVC, rayonnement global,
IR, Quantum (photosynthèse)
• Boîtier robuste en aluminium
• Câble de raccordement ALMEMO® enchable
• pour application dans des locaux intérieurs.
Diffuseur : PTFE
correction cos : erreur f2 < 3 %
Linéarité : < 1 %
Erreur absolue : < 10 % (< 5 % pour FLA623VL)
Adaptation V-Lambda : < 3 %
(uniquement pour FLA623VL)
Température nominale : 22°C ±2 K
Température de fonctionnement : -20°C à +60°C
Signal de sortie : 0 à 2 V
Temps d‘activation : < 1 s
Alimentation : par connecteur ALMEMO®
(5 à 15 V CC)
Raccordement électrique : connecteur intégré, latéral
Câble de raccordement : câble PVC, enfichable,
avec connecteur ALMEMO®
Boîtier : aluminium anodisé noir
Fixation : 2 vis M2 dans le socle
Dimensions : Diamètre 33 mm,
longueur env. 29 mm
Masse : env. 50 g (sans câble)
Tête de mesure d‘éclairement FLA 623 VL
• Mesure du rayonnement V-Lambda (lumière visible, corres-
pondant à la sensibilité de l‘œil humain).
• Pour évaluer la luminosité par ex. au poste de travail.
• Le capteur répond à la catégorie d‘appareils B selon
DIN 5032.
Exécution (dont certificat de contrôle d‘usine) Référence
Tête de mesure d‘éclairement avec câble de raccordement ALMEMO®, longueur = 2 m FLA623VL
Options:
câble de raccordement ALMEMO®, longueur = 5 m OA9623L05
câble de raccordement ALMEMO®, longueur = 10 m OA9623L10
Caractéristiques techniques:
Plage de mesure V-Lambda : 0 à env. 170 klx
Canaux de mesure : 1. canal : jusqu‘à env. 20000 lx
2ème canal : jusqu‘à env. 170,00 klx
Sensibilité spectrale : 380 nm à 720 nm, max. à 555 nm
Caractéristiques techniques communes et figure, voir page 14.05
Caractéristiques techniques communes